Question

5．扫地机器人是智能家用电器的一种．正逐渐进入我们的生活，如图所示，是一款集自动清扫技术和人工智能设计于一体的地面清扫机器人．机器人质量是3.6kg，与地面的接触面积是9×10^-2m²．（g取10N/kg）求：
（1）此机器人静止时，它对水平地面的压强是多少？
（2）该机器人在1min内沿直线匀速清扫的距离为18m，若它在运动中所受阻力为105N，此过程中机器人的水平推力所做的功及功率分别是多大？

Answer 1

分析 （1）知道机器人的质量，根据G=mg求出受到的重力；机器人静止在水平地面上时对地面的压力和自身的重力相等，又知道与地面的接触面积即受力面积，根据p=$\frac{F}{S}$求出对水平地面的压强；
（2）机器人沿直线匀速清扫，运动中所受阻力等于水平推力，利用W=Fs求得此过程中机器人的水平推力所做的功，再利用P=$\frac{W}{t}$可求得功率．

解答 解：（1）机器人受到的重力：
G=mg=3.6kg×10N/kg=36N；
（2）机器人静止在水平地面上时，对地面的压力：
F_压=G=36N，
对水平地面的压强：
p=$\frac{{F}_{压}}{S}$=$\frac{36N}{9×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=4×10²Pa；
（2）因为机器人沿直线匀速清扫，故F=f=105N，
此过程中机器人的水平推力所做的功W=Fs=105N×18m=1890J；
功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1890J}{60s}$=31.5W．
答：（1）此机器人静止时，它对水平地面的压强是4×10²Pa；
（2）此过程中机器人的水平推力所做的功为1890J；功率为31.5W．

点评 此题以扫地机器人为载体考查重力和压强大小的计算、功和功率的计算、二力平衡的条件的应用等多个知识点，关键是知道水平面上物体的压力等于自身的重力．